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《惊人的假说》附录

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神经科学中常用的长度、时间和频率单位

长度

在讨论神经细胞时,最常用的长度单位是微米,记作μm。

1微米=千分之一毫米

25.4微米=千分之一英寸

1微米=10-6米

一个典型的神经元的细胞体的直径为10~20微米。可见光波的波长在1/2微米范围内。

如果讨论原子,用的单位是埃()。

10000=1微米

10=1纳米

有机分子中两个相邻原子之间的距离为1~2。蛋白质分子平均直径为50,当然,有的大,有的小。

时间

为描述神经元的行为,最常用的时间单位是毫秒。

1毫秒=千分之一秒

1微秒=千分之一毫秒

频率

1赫兹=每秒一次或一周

中音C大约260赫兹。

词汇表

A

[Acetylcholine]乙酰胆碱:一种小的神经化学递质。它由运动神经分泌来激发骨骼肌。其在脑的某些部分也发挥作用。

[Achromatropsia]色盲:患者不能看到颜色,只能看到合适的黑白图形。这通常是因为脑的特定部位受到破坏而引起的。

[Action potential]动作电位:沿轴突传递的“全或无”式的电脉冲,正常情况下从胞体向轴突远端的许多突触传递。

[Algorithm]算法:解决某一特定问题的一种规则。许多情况中这种规则由一组可一再运用的运算步骤组成,例如,长除法。实际上存在许多不同种类的算法。

[Alien hand]异己手症:通常由于脑损伤产生的一种病症,患者的一只手只能作简单的运动而拒绝随意活动。

[Ames room]埃姆斯房子:由心理学家埃姆斯(Adelbert Ames)命名的一种歪斜了的房子。从房子墙上的一个固定孔用一只眼睛向里看,会产生虚假的透视。详见图14。-

[Annulus]环状物:有一个同心圆孔的圆盘,如日常生活中的炸面包圈。

[Anterior commissure]前连合:通到脑前部的神经纤维束。它联络了包括对侧脑区在内的脑的多个区域。

[Anton's Syndrome]安通综合征:这是一种极罕见的由于脑皮质损伤而产生的医学症状。患者确实失明了,但否认自己看不见。所以又称其为“失明否认症”。

[Aperture problem]小孔问题:通过一个圆形小孔观察一条无特征直线,来确定其真实运动的问题。(见第151页)

[Archicortex]古皮质:参见海马条目、大脑皮质条目。

[Artificial Intelligence(A. I.)]人工智能:常用缩写字母AI表示。它研究如何使计算机具有智能行为。这项研究有两个目的:一是改进计算机技术;二是帮助我们了解脑是如何工作的。

[The Astonishing Hypothesis]惊人的假说:这个假说是:人的精神活动完全是由神经细胞、胶质细胞的行为以及构成和影响它们的原子、离子和分子的性质决定的。这也是本书的主题。

[Attention]注意:集中到某一特定的刺激、感觉和思想,而排除其余的。广义地说,可能不只一种脑机制在起作用。

[Axon]轴突:一个神经元的输出电缆。一个神经元通常只有一根轴突,但是它有许多广延的分枝。

B

[Backprop]误差反传:是“back propagation of error”一词的简称。它是一种在有监督的多层网络中,特别是在多层前向网络中,调整权重的学习算法。(见第182页)

[Basket cell]篮状细胞:大脑皮质的一种抑制性神经元。常常有较长的轴突,与别的神经元的胞体有多重接触。

[Behaviorism]行为主义:心理学中的一种运动,相信精神事件应被忽略。其值得研究的是刺激与反应。

[Binocular rivalry]双眼竞争:当用不同图像呈现给每只眼时,大脑交替地压抑第一只眼和第二只眼,而不是简单地把二者组合成一个单一的感觉。(见第214~216页)

[Blindsight]盲视:是由于脑损伤引起的。患者能对某些简单的视觉信号作出反应,但否认能看到它们。(见第168页)

[Blind spot]盲点:视网膜上没有感光细胞的区域。

[Brain waves]脑波:脑的电活动的日常用语。脑波通常是用电极接触头皮,用脑电图记录而成的。

[Broca's area]布洛克区:大脑优势半球上的一个区域,靠近大脑的前部,其功能与语言的某些方面有关。该区被破坏,引起某种形式的失语症。从现在医学的观点考虑,布洛克区是一群皮质区的集合。

C

[Cerebellum]小脑:位于头后部脑干后方的一个大的脑结构。这一大的皮质结构比较简单。据信其功能主要与精细的运动控制有关。

[Cerebral cortex]大脑皮质:常简称为皮质。其由一堆折叠的神经组织构成,各位于头顶部。有时又分为三个主要区:新皮质(灵长类动物中占大部分)、旧皮质(paleocortex)和古皮质(archicortex)。

[Chandelier cell]枝形细胞:皮质中的一类抑制性神经元,其轴突形成多个突触,与许多锥状细胞轴突的初始部分相联系。

[Cheshire cat effect]柴郡猫效应:双眼竞争的一个例子。一个运动物体(例如一只手),用一只眼睛看时可以看不见,用另一只眼看时只看到对象的一部分。如果对象是一张微笑的脸,可能产生这种情况,即一张笑脸消失了,留下微笑的嘴唇。因此,用《爱丽丝漫游奇境记》中的“柴郡猫”一词来命名。

[Cingulate]扣带回:大脑皮质的一部分,位于内中表面。前扣带在大脑的前部。

[Cognitive science]认知科学:科学地研究认知过程的任何一种学科。其主要分支是语言学、认知心理学和人工智能。据萨瑟兰(Sutherland)的看法:“这种表达使那些本来不是科学家的人自称他们是科学家了。”进而他又说:“认知科学家很少注意神经系统。”

[Cone]锥状细胞:眼睛中的一类特殊的神经细胞,其作用是作为一种光感受器。锥状细胞以感受日光和颜色为特点。见柱状细胞(Rod)。

[Corpus callosum]胼胝体:联络大脑皮质两半球的一类非常巨大的神经纤维束。

[Correlated firing]相关发放:当一个神经元以高于偶然性的发放与另一个神经元同时(或等时间距)发放时,称这两个神经元的发放为相关发放。例如,两个神经元经常严格地同时发放,它们的发放就称为高度相关的。

D

[Dendrite]树状突:一个神经元的树状部分。在绝大多数情况下,通过树状突接收来自其他神经元的信号。见“轴突”(axon)。

[Disparity]视差:空间某一点投射到双眼上的位置差。视觉系统中,双眼中的神经细胞常对两个输入的微小差别有反应。这种性质使得体视有可能发生。

[Dopamine]多巴胺:一种作为神经递质的化学小分子。

[Dualism]二元论:这种理论认为精神和大脑是分开的实体,精神在某种程度上以非物质的方式存在,服从于科学未知的规律。这是人类的一种共同信念,可能是错误的。

E

[Electrode]电极:一种电的传导体,电流通过它进入或离开某种介质。在神经科学中,常用很细小的导体放置到一个神经细胞,用于收录它的电信号或者刺激它,或者既刺激又记录。

[Electroencephalograph(EEG)]脑电图:脑电波的一种记录,用电极接触到颅骨记录到的一种很宽的电活动。它的时间分辨率很好,但空间分辨率较差。

[Electron microscope]电子显微镜:用电子而不是用光的一种显微镜。它的放大倍数比大功率光学显微镜还要大得多。在神经科学中用它来观察非常薄的组织切片,这些切片经化学方法处理过并且是干燥的。

[Emergent]突现性:一个系统具有的突现性并非它的各部分所具有的。从科学上讲,突现性并没有神秘莫测的含义。(见第12页)

[Enzyme]酶:生物学上的催化剂(催化剂是能加速化学反应的物质,在反应的终点它本身又没有改变)。几乎所有情况下,酶是一种相当大的蛋白质分子,有的酶在蛋白质分子上附着比较小的有机分子。

[Epigenetic]后成说的:一个后成过程发生在一个有机体在基因影响下发育的早期阶段。

[Event—related potential]事件相关电位:指诸如感觉输入等事件作用下脑内产生的电压的变化。通常用电极在颅骨上记录(见EEG条目)。一般说来,其信噪比相当差。

F

[Feature detector]特征检测器:一种“特征”是一类刺激,脑内一个特定的神经元对此有反应,笼统地称这类神经元为特征检测器。(见第144页)

[Filling in]填充:这是脑的一种功能,它通过假设与有关信息的类似性来“猜测”缺失信息的性质。见盲点(Blind spot)。

[Fovea]中央凹:靠近视网膜中央的一个凹区,这个区域上光感受器彼此非常靠近,因此视锐度非常高。

[Free will]自由意志:人们可以自由地作出个人选择的一种感觉。

[Functionalist]功能主义者:有人相信了解精神的最好途径是研究和理论化它是如何行为的,不必顾及它的神经成分是如何连接的或者它是如何行为的。这种观点常为那些不喜欢神经科学的理论家所坚持。

G

[Gaba]一种小分子化学物质:它的名字叫γ—氨基丁酸(gamma-aminebutyric acid)。它是前脑主要的抑制性神经递质。

[GABAergic]GABA能的:使用GABA作为一种神经递质。

[Ganglion cell]节细胞:视网膜中一类神经细胞,它从视网膜中其他神经元接受信号,然后发送信号到大脑。

[Gestalt]格式塔:一种有组织的整体,其中各部分相互作用产生整体行为。该词被用于心理学。

[Glial cell]胶质细胞:在神经系统中的一种细胞。它不是神经细胞,而是完成某种支撑作用的细胞。脑中存在几种不同类型的胶质细胞。

[Global workspace]全局性工作空间:巴尔斯(B.Baars)使用的一种术语,用于注明一个脑区,假设其为各特殊处理器之间信息交换的中心。

[Glutamate]谷氨酸:一种有机化学物质,是前脑的一种主要的兴奋性神经递质。

[Gyrus]脑回:折叠的大脑皮质表面上膨大部分的脊突。每一特殊的脑回有一个特殊的名称,如角回。

H

[Hebbian]赫布律:以加拿大心理学家唐纳德·赫布(Donald Hebb)的名字命名的一种突触强度修正律。它取决于来自突触前的活动以及突触后接受细胞的活动。这一点十分重要,就是突触强度的改变要求两个神经元活动不同形式的时间上联系。

[Hertz]赫兹:测量频率的一种单位,一赫兹代表每秒一周或者一个事件。在美国,交流电是60赫兹。

[Hippocampus]海马:脑的一部分,因为其形状像海洋动物海马而得名。有时称其为Archicortex。由于其结构相对比较简单,所以对其研究较多。其功能可能与短时记忆或长期事件记忆的编码有关。

[Homuculus]小矮人:存在于脑中心的一个假想的小矮人,他接收感知对象和事件,并作出决定。

[Hopfield network]霍普菲尔德网络:以发明人霍普菲尔德(John Hopfield)命名的一种简单的神经网络,其特点是对称性联系,并反馈联系到本身。因为它的对称性,有一“能量”函数调节其行为1。

[Hypothalamus]丘脑下部:豌豆般大小的一个脑区。它分泌激素,功能涉及饥饿、渴、性等行为。

I

[Inferotemporal cortex]颞下皮质:皮质颞叶下部的脑回。在猕猴脑中,这一部分的神经元与各种复杂的视觉刺激反应有关。

[Intertectal commissure]顶盖间连台,也叫后连合(“posterior commissure”):它联结一边的上丘到另一边。

[Intralaminar nucleus]层内核:丘脑的一小部分,主要投射到纹状体,也同时散布到皮质的许多区域。

[Ion]离子:带电荷的原子或小分子。离子穿过细胞膜的运动是脑中电信号检测方法的基础。

K

[Kanizsa triangle]卡尼莎三角:意大利心理学家卡尼莎(Gaetano Kanizsa)发现的一种光学错觉。

L

[Lateral Geniculate Nucleus(LGN)]侧膝体:丘脑的一小部分。它是眼睛到视皮质之间信号的中继站。它也接收来自皮质的反馈信号,虽然其功能意义不清楚。

[Lipid]类脂化合物:某些有机分子的一般性术语。它的一端具有亲水性,另一端具有近脂性。双层类脂化合物构成大多数生物膜,这种膜包住了细胞。

[Locus ceruleus]蓝斑:脑桥中的一个染色区。其轴突的一个分枝有着数量很多的突触,而且伸展到大脑皮质的大片区域。其精确功能尚未可知。其大多数在“快速眼动”睡眠期保持沉默。

M

[Magnetic Resonance Imaging(MRI)]磁共振成像:根据某些原子核的核共振造成的一种无损伤成像的现代方法,可以扫描身体各部分(特别是脑部)。标准的方法产生静止的二维地图(常组合而成三维图像),具有惊人的空间分辨率。最近利用此技术产生的新方法可显示大脑的活动。

[Magnocellular(Mcells)]大细胞:有着较大的神经细胞。最初是存在于视觉系统的侧膝体部分六层细胞中的两层(参见Parvocellular)。现存的Mcells这一术语作为一般性名词用于灵长类视网膜和视皮质上的大细胞,它们对视刺激的反应有某种共同之处。

[Masking]掩模:在视觉心理学中,与主要视觉信号几乎同时或同地出现的另外一个类似信号,研究其对可视性的影响。

[Microelectrode]微电极:一种非常小的电极,用于从单个神经细胞上拾取电信号。

[Micron]微米:长度单位,千分之一毫米,即百万分之一米。常记为μm。这是一种惯用的长度单位,因为可见光波长接近于半个微米,而大多数神经细胞的直径为10~50微米。

[Middle temple(MT)]中颞叶:猴子脑中的一个特殊的视皮质区,有时称为V5区(视觉第五区)。其中的神经元对运动特别敏感。

[Molecular biology]分子生物学:从分子水平研究生物学,特别研究蛋白质和核酸的结构、合成和行为。现在由于其精确性和实验方法上的巨大威力,而成为许多生物学问题的主要研究途径。

[Motor cortex]运动皮质:大脑皮质的一部分,主要负责计划和执行躯体运动。

N

[Necker cube]内克立方体:一种立方体的轮廓骨架图,可以用两种不同的方式去看它。

[Neglect]忽视:通常由于脑损伤,患者能看到视场的两个半球,但是,当在一个半球中出现感兴趣的事物时,患者常不理睬在另一个半球中出现的对象。

[Neocortex]新皮质:新发展出来的皮质,成为哺乳动物大脑皮质的主体。另外的部分称为旧皮质(palecortex)和古皮质(archicortex)。通常人们提到皮质时,常指大脑新皮质。

[NETtalk]一种神经网络:设计具有从事例中学习、根据书写英文发音的功能。

[Neural correlate]神经关联物:某种感觉、思想或行为的神经关联物是神经细胞的本质和行为。它的活动紧密相关于这些脑的活动。对于意识的神经关联物正在探索中。

[Neural Network]神经网络:一种其单元类似于十分简单的神经元的计算装置,这些单元可用许多不同方式联结起来,联结强度可以改变,以供网络行为达到所需方式。

[Neuroanatomy]神经解剖学:研究视觉系统的结构,特别是神经元及它们之间的联结方式,是神经生物学的一个分支。

[Neurobiology]神经生物学:动物神经系统的生物学。由于奇怪的历史偶然性,心理学不被认为是神经生物学的一部分。它不倾向于在生物学中教授,而倾向于在分开的院系中讲授。在最近25年中,神经生物学家的数目增长很快。

[Neuron]神经元:神经细胞的学名。

[Neurophysiology]神经生理学:神经科学的一个分支,处理神经系统及其元件的行为。其特别关心神经细胞如何发放,为什么发放以及什么时候发放。

[NMDA]一种与谷氨酸有关的化学物质,叫N—甲基—D—天门冬氨酸:一种NMDA受体是谷氨酸受体的一种形式,它也能反应于NMDA。它对于突触修正的某种形式是重要的。

[Norepinephrinc]去甲上腺素,也叫noradrenaline,一种激素:作为一种神经递质使用,例如作用于前核。

O

[Ocular dominance]眼优势:视觉系统中的神经细胞对某只眼反应的优势程度。有的细胞只反应于左眼,有的只反应于右眼,有的以不同程度反应于双眼。

[Oscillation(gamma,40Hz)](40Hz)振荡:神经元(特别指脑电波)在很大频率范围内显示出周期性。接近10周叫α节律,接近20周的叫β波,35~70周叫作γ振荡,有时不太准确地叫作40周振荡。

P

[Pacman]:带有部分缺口的实心着色圆盘,见图2。

[Paleocortex]旧皮质:大脑皮质中比较古老的部分,其很大部分与嗅觉有关。

[Parvo cellular]小细胞:最初用来描述视觉系统中侧膝体六层细胞中的四层。现在,P细胞也用来说明灵长类视网膜和视皮质上的神经细胞,它们对于视觉信号有类似的反应。

[Patch-champing]膜片钳:用来研究膜上极小范围内个别离子通道行为的方法。

[PDP]平行分布式处理:是“Parallel Distributed Processing”的缩写,不同于传统计算机的一种计算技术(参看第13章),也用于称呼主要在圣迭戈的一群研究工作者,他们开发了这种计算的风格。

[PET scan]正电子发射扫描:PET研究正电子发射断层图。使用发射正电子的放射性物质研究活体脑活动的一种技术。可显示相当粗糙的脑图,表明正在完成作业情况下脑何处有活动。

[Photon]光子:光的粒子。光具有粒子性,又具有波动性。

[Photoreceptor]光感受器:一种特殊分化的神经细胞,它对一定范围内的光波长起反应。

[Pop-out]跳出:“跳出”发生在视场内出现的某些事物几乎直接刺激被试,而与视场内使你分心的目标的数目无关。见图20。

[Positron]正电子:一种基本粒子,类似于电子却携带正电荷。如果正电子遇到负电子就会发生湮灭,产生一对γ光子(非常短波长的X射线)。用于PET技术。

[Potential]电位势能:神经科学中常将此术语用于电压。通常有毫伏量级,一毫伏等于千分之一伏。

[Projects]投射:神经科学中,如果一个神经细胞的轴突终止于一个特殊的地方,则说它在这个地方有投射。如果A区投射到B区则意味着A与B是联系着的,因而信号可以从A传递到B。